Alle in dit protocol beschreven werkzaamheden zijn uitgevoerd met eerder vastgestelde muriene organoïden en door de patiënt afgeleide organoïden. Alle dierlijke werk werd uitgevoerd in overeenstemming met de richtlijnen van het onderzoek dierlijke hulpbronnen centrum van Memorial Sloan-Kettering Cancer Center (IACUC: 06-07-012). Alle weefsels van de patiënt afgeleide werden verzameld in overeenstemming met de regels en voorschriften van Memorial Sloan-Kettering Cancer Center (IRB: 12001).
1. middelmatige en buffer voorbereiding
- Het ontdooien van de kelder membraan matrix (bv. Matrigel) bij 4 °C 's nachts voor aanvang van het experiment. Houd het op ijs tijdens het gebruik.
- Plaats cultuur platen bij 37 °C gedurende 24 uur voorafgaand aan experimenten. Dit zal helpen de kelder membraan matrix koepel (hierna aangeduid als matrix Dome) te polymerize. Het bekleden van organoïden wordt beschreven in stap 2.1.2.
- Bereid het organoïde medium volgens het vastgestelde protocol5.
- Bereid het organoïde medium zonder toevoeging van epidermale groeifactor (EFG; Zie tabel van materialen voor componenten). EFG onderdrukt de AR transcriptionele output en verleent anti-androgeen resistentie5.
- Bereid Dulbecco's gemodificeerde adelaar medium (DMEM) met 10% foetaal runderserum (FBS).
Opmerking: deze media worden gebruikt voor de remming van de enzymatische spijsvertering met trypsine-vervanging in secties 2-4.
- Bereid drugs oplossingen volgens het Protocol van de fabrikant. Voor enzalutamide/mdv3100 (hierna "tweede generatie anti-androgeen" genoemd), bereidt u een stamoplossing van 100 μM voor in dimethylsulfoxide (DMSO). De voorraad kan maximaal 6 maanden bij-20 °C worden bewaard en hoeft niet vers te worden gemaakt.
2. isolatie, enzymatische spijsvertering en oprichting van organoïden
- Isoleer de prostaat organoïden van de muis of het menselijk weefsel volgens de eerder vastgestelde protocollen5,7. Hieronder vindt u een korte beschrijving.
- Mince en enzymatisch verteren prostaatweefsel om een enkelvoudige celsuspensie te produceren. In dit experiment werd 1 mL van 5 mg/mL Collagenase type II in ADMEM/F12 gebruikt voor de vertering van 50 mg prostaatweefsel.
- Verzamel cellen door centrifugeren bij 300 x g gedurende 5 minuten, Tel de cellen, regeer ze in de kelder membraan matrix en plaat op de juiste dichtheid5,5in de matrix koepels op voorverwarmde organoïde-kweek platen (plating methode wordt weergegeven in Figuur 1A).
- Laat de koepels stollen en voeg media toe op de toppen van de koepels zodat ze volledig bedekt zijn.
- Kweek organoïden naar de gewenste hoeveelheid voor downstreamtoepassingen. Het celnummer kan worden bepaald door standaard tellings methoden. Zie de toepassingsspecifieke sectie van het protocol voor meer informatie over dichtheid.
- Gebruik een P1000 pipet en trek het medium en de pipet omhoog en omlaag om te verstoren. Wanneer de kelder membraan matrix volledig is verstoord, breng de suspensie over naar een conische buis van 15 mL. Plaats niet meer dan 10 koepels per enkele 15 mL conische buis. Centrifugeer bij 300 x g gedurende 5 min.
- Trek de supernatant uit en was de celpellet met 5 mL PBS. Centrifugeer bij 300 x g gedurende 5 min.
- Trek het supernatant uit en rebreng de pellet in 4 mL trypsine-vervanging. Verteren voor 5-10 min met schudden bij 37 °C. Voeg een gelijk volume organoïde medium + 10% FBS toe om de vervanging van trypsine te remmen. Centrifugeer bij 300 x g gedurende 5 min.
- Trek de supernatant uit en rebreng in 1 mL PBS.
- Filter de suspensie met een 40 μm filter om een enkelvoudige celsuspensie te garanderen. Kwantificeer het aantal cellen met een hemocytometer of een gelijkwaardig telapparaat.
Opmerking: als het verkrijgen van levensvatbare afzonderlijke cellen moeilijk is, gebruikt u stroom sortering om een oplossing met één cel te verkrijgen.
3. beoordeling organoïde vorming capaciteit
Opmerking: om het percentage cellen te bepalen dat een organoïde kan genereren, kan een zaaien test worden uitgevoerd als een proxy voor de stam-/voorloper mogelijkheden. De organoïde formatie capaciteit is ook belangrijk voor het definiëren van een cel zaaien nummer voor de levensvatbaarheid testen.
- Verdun de celsuspensie die is verkregen in stap 2,7 tot 100 cellen per 10 μL van de suspensie met behulp van organoïde medium dat 10 μM Rho kinase remmer Y-27632 bevat.
- Breng 1.100 cellen (110 μL suspensie) over in een nieuwe conische buis.
- Voeg 285 μL van de kelder membraan matrix toe en hervat de cellen. Dit zal resulteren in een ~ 70% matrix concentratie.
Opmerking: verdunning van de kelder membraan matrix tijdens het zaaien sterk vermindert de variatie in koepel grootte, veroorzaakt door de viscositeit van de eiwit matrix.
- Zaadcellen in 35 μL matrix koepels in een voorverwarmde 24-goed plaat, resulterend in 200 cellen/goed. Plaat 3-5 repliceert per monster (Zie ook de beplating methode in Figuur 1A en stap 2.1.2).
- Om ervoor te zorgen dat de cellen binnen de matrix koepel blijven, moet u de plaat omdraaien en in een celincubator plaatsen om de kelder membraan matrix te stollen.
- Na 10 min, verwijder de plaat van de incubator en voeg medium met de Rho kinase remmer.
- Vernieuw het medium elke 2 dagen. Kwantificeer na 7 dagen het aantal organoïden. Houd de Rho kinase remmer in de media tijdens het experiment.
- Tel het aantal organoïden dat per koepel is vastgesteld en bereken het percentage van de organoïden dat is gevormd uit het totale aantal cellen dat is verguld (200 cellen).
Opmerking: Organoïde-inrichting ratio's variëren van 3%-60%, afhankelijk van het celtype en het genotype.
4. bepaling van de farmacologische reacties van organoïden
- Voortzetting van stap 2,7, zaad 1000-10000 cellen in een matrix koepel. Gebruik de organoïde formatie efficiëntie en groeisnelheid als een proxy voor het bepalen van het uiteindelijke celnummer.
Opmerking: aanbevolen celnummers zijn beschikbaar in tabel 1. Gebruik drie tot vijf replicaties per voorwaarde per analyse. Gebruik een eindconcentratie van 70% kelder membraan matrix om Pipetteer fouten geïnduceerd door de viscositeit te verminderen.
- Zaai 35 μL matrix koepels in een 24-pits plaatje en laat de koepels stollen zoals gedaan in rubriek 3 (Zie ook de plating methode in Figuur 1a en stap 2.1.2). Voeg medium met de Rho kinase remmer en drug van keuze. Deze methode kan worden toegepast op alle drugs, maar in dit protocol, een tweede generatie anti-androgeen wordt gebruikt bij 10 μM voor een voorbeeld. Om de helft van de maximale remmende concentratie (IC50) te bepalen, voert u een log10 incrementeel uit en gebruikt u als controle het voertuig waarin het geneesmiddel is opgelost.
- Vernieuw het medium om de twee of drie dagen en analyseer de organoïden op dag 7 om de farmacologische reactie van het medicijn te bepalen. De tijdspunten kunnen variëren tussen de keuze van het experiment en de drug.
Opmerking: Organoïden hoeven niet te worden trypsinized om deze testen uit te voeren.
- Om organoïden intact te houden met behulp van een P1000 Pipet, stelt u het medium en de pipet omhoog en omlaag in om de kelder membraan matrix te verstoren.
- Wanneer de kelder membraan matrix volledig verstoord is, breng de suspensie over naar een conische buis van 15 mL. Breng niet meer dan 10 matrix koepels aan per 15 mL conische buis.
- Centrifugeer bij 300 x g gedurende 5 min. Trek de supernatant uit en was met 5 ml PBS.
- Respendeer organoïden in 1 mL PBS en ontwer de organoïden met behulp van trituratie en een glazen Pasteur pipet.
- Kwantificeer het aantal organoïde fragmenten. Zaad 5 repliceert met 100 organoïde fragmenten zoals beschreven in stap 2.1.2.
- Voer de test van de levensvatbaarheid van de cel uit zoals hieronder beschreven in rubriek 7.
5. RNA-isolatie van organoïden
Opmerking: in de handel verkrijgbare methoden op basis van kolommen leveren een goede hoeveelheid en kwaliteit van RNA. Om te zorgen voor een goede hoeveelheid RNA, gebruik een minimum van één koepel per monster; echter, met behulp van drie koepels wordt aanbevolen, die kan worden geseeid in een enkele put van een 12 goed plaat.
- ß-mercaptoethanol toevoegen (1%) aan de glutathion lysisbuffer in de RNA Isolation Kit.
- Trek het medium uit de kelder membraan koepels met organoïden en voeg 750 μL van deze buffer toe. Pipetteer op en neer met een P1000 pipet. Controleer of alle kelder membraan matrix is opgelost.
- Voeg 750 μL van 70% ethanol toe en meng door Pipetting. Breng vervolgens 700 μL van het mengsel naar de kolom, centrifugeer bij 12.000 x g gedurende 1 minuut en herhaal dit met de rest van het lysaat.
- Voer wast en DNase behandeling op de kolom uit volgens de instructies van de fabrikant. Elute RNA in 30-50 μL RNAse-vrij water.
- Meet de concentraties met behulp van een fluor meter bij OD = 260 nm en 280 nm en bewaar bij-80 °C of ga verder met downstreamtoepassingen.
6. eiwit isolatie van organoïden
Opmerking: voor eiwit isolatie bereidt u standaard RIPA-buffer met fosfatase-en proteaseremmers (tabel met materialen). Het gebruik van ten minste drie koepels wordt aanbevolen, die kunnen worden gesest in een enkele 12 goed.
- Met behulp van een P1000 Pipet, het medium uit de cel met de kelder membraan koepels met organoïden en pipet op en neer te verstoren de kelder membraan matrix.
- Wanneer het volledig verstoord is, breng de suspensie over in een conische buis van 15 mL. Centrifugeer bij 300 x g gedurende 5 min.
- Trek de supernatant af en was met 5 mL ijskoude PBS. Centrifugeer bij 300 x g gedurende 5 min.
- Trek het supernatant uit en rebreng de pellet in 4 mL trypsine-vervanging. Verteren voor 5-10 min tijdens het schudden bij 37 °C.
- Voeg een gelijk volume organoïde medium + 10% FCS toe om de vervanging van trypsine te remmen. Centrifugeer bij 300 x g gedurende 5 min.
Opmerking: Postcentrifugeren, geen kelder membraan matrix moet zichtbaar zijn in de pellet.
- Trek de supernatant af en was met 5 mL ijskoude PBS. Trek het supernatant uit en regeer de celpellet in 300 μL lysisbuffer met behulp van een P1000 pipet en breng vervolgens over naar een micro centrifugebuis van 1,5 mL.
- Incuberen op ijs gedurende 10 minuten en vervolgens soniceren 2x voor 30 s elk bij gekoeld water met een temperatuur van 4 °C. Plaats de buis weer op ijs en voer eiwit kwantificering uit met behulp van standaardmethoden.
- Denatureren van het eiwit door toevoeging van natriumdodecylsulfaat (SDS) met laad kleurstof en kook gedurende 5 minuten bij 95 °C. Bewaar lysaten bij-80 °C of ga verder met downstreamtoepassingen.
7. cellevens vatbaarheid test met organoïden
Opmerking: de levensvatbaarheid van de cellen kan worden beoordeeld aan de hand van de in de handel verkrijgbare testkit en een luminometer. Buffers voorbereiden volgens de instructies van de fabrikant. Vijf replicaten per aandoening wordt aanbevolen: één replicaat bestaande uit 1 35 μL kelder membraan matrix koepel in een put van een 24 goed plaat.
- Trek het medium van de organoïde cultuur uit en zorg ervoor dat de matrix koepels intact blijven.
- Voeg 65 μL PBS toe en Pipetteer omhoog en omlaag om de matrix koepel te verstoren.
- Voeg 100 μL van de cel levensvatbaarheid assay buffer en respenderen door pipetteren.
- Incuberen bij kamertemperatuur (RT) gedurende 10 minuten met schudden.
- Breng 100 μL van het mengsel over naar een niet-doorschijnende plaat die geschikt is voor de luminometer en voer de meting uit volgens de instructies van de fabrikant voor de cel-levensvatbaarheid-assay kit.
8. bereiding van organoïden voor xenotransplanteren
Opmerking: Organoïden zijn ook vatbaar voor subcutaan enten in zowel immuungecompromitteerde dieren, als voor isogene muizen. Om ervoor te zorgen dat geïnjecteerde organoïden in vivo te onderscheiden zijn, etiket organoïden met een constitutief uitdrukken van de5. Het wordt aanbevolen om een proef experiment uit te voeren voor het enten met 5 x 105 cellen tot 2 x 106 cellen per injectie, met een veelvoud van 5 x 106 cellen, aangezien het enten van de transplantatie-efficiëntie varieert tussen organoïde lijnen.
- Gebruik een P1000 pipet en trek het medium en de pipet omhoog en omlaag om de kelder membraan matrix te verstoren. Wanneer het volledig verstoord is, breng de suspensie over in een conische buis van 15 mL. Centrifugeer bij 300 x g gedurende 5 min.
Opmerking: Breng niet meer dan 10 matrix koepels per 15 mL conische buis over.
- Trek de supernatant uit en was met 5 mL PBS. Centrifugeer bij 300 x g gedurende 5 min.
- Trek het supernatant uit en rebreng de pellet in 4 mL trypsine-vervanging. Verteren voor 5-10 min tijdens het schudden bij 37 °C.
- Voeg gelijk volume organoïde medium + 10% FBS toe om trypsine-vervanging te remmen. Centrifugeer bij 300 x g gedurende 5 min.
- Trek de supernatant uit en rebreng in 1 mL PBS. Filter de suspensie met een 40 μm filter om een enkelvoudige celsuspensie te garanderen. Kwantificeer cellen met behulp van standaardmethoden.
- Spin naar beneden en regeer de cellen in PBS + Rho-remmer tot een concentratie van 2 x 106 cellen per 100 μL (Zie tabel 2 voor celconcentraties en absoluut celgetal dat nodig is voor verschillende concentraties). Gebruik een gelijk volume van de kelder membraan matrix om een 1:1 suspensie te genereren. Plaats de suspensie op ijs.
- Injecteer cellen volgens standaardprotocollen en bewaak de groei van xenotransplantaat met behulp van standaardmethoden8.